00微波雷達感應開關

今天剛剛接到在TB購買的 RCWL-0516微波感應開關^[1] 模塊。和前幾天測試的 24G微波人體感應模塊^[2] 相比，它（￥4.15）比起 24G微波人體感應模塊^[3] (￥8.8)更加的便宜。

下面對于這款模塊進行初步的測試。

01模塊的基本應用

1.外形和基本組件

• 采用專用信號處理控制芯片RCWL-9196
• 寬工作電壓范圍：4.0 ~ 28V
• 與傳統的紅外感應PIR相比，具有穿透探測能力；
• 封鎖時間距離可調整；
• 模塊可以輸出3.3V電源。

2.基本參數

3.輸出管腳功能定義

1. 3V3：模塊試試3.3V電源。100mA對外部的供電能力；
2. GND : 模塊電源地；
3. OUT：控制信號輸出。當監測區域內有物體移動時，OUT輸出高電平。C-TM可以設置重復出發時間。如果從出發時間內有觸發信號（有物體移動），持續輸出高電平。如果監測區域內沒有移動物體，輸出低電平。
4. VIN：模塊電源輸入：4 ~ 28V
5. CDS：觸發控制信號。小于0.7V，OUT一直輸出低電平。如果大于3.3V，檢測正常工作。CDS管腳外接光敏電阻，可以在白天關閉模塊功能。

4.使用說明

(1) C-TM：

調節觸時間。默認的出發時間為2s。增加電容容量會增加重復出發時間。實際計算重復出發時間可以通過如下操作確定：C-TM上貼上電容。測量9196的3管腳信號的頻率 。那么重復出發時間T等于：

(2) R-CN

調節距離。接電阻，檢測距離變小。如果沒有接電阻，檢測距離在7M左右。接1MΩ左右時，探測距離約5M。客戶可以根據實際情況進行調節。

(3) R-CDS

內部VCC通過R-CDS與內部的1M電阻并聯到CDS（即RCWL-9196的PIN9）。CDS處接光敏電阻，可以關閉模塊檢測功能。可以根據實際需要環境亮度來設計中R-CDS值。

02初步測試

1.靜態測試

• 供電+5V：工作電流大約2 ~ 3 mA。

2.各管腳電壓

3.測試對于運動物體感應

在模塊前方運動手掌，上下運動或者前后運動，都可以引起模塊的輸出。手掌距離模塊大約50厘米左右。

在模塊前方的一定區域，人體的運動均可以引起模塊的輸出感應信號。

03原理分析

1.原理圖

下圖給出了來自于 RCWL-0516原理圖^[4] 給出的模塊的原理圖。這是由澳大利亞墨爾本的的 Roger Clark^[5] （自由作家、咨詢師和開發工程師）給出的一些分析資料。

在上述原理圖中，提到RCWL-9196除了PIN8之外，其余的各項功能都與 BISS0001^[6] （專門用于PIR：人體熱釋電紅外傳感器檢測）IC。

微波核心是以微波晶體管 MMBR941LT1^[7] 組成的電容三點振蕩為核心的。但是該電路如何完成對微波反射（多普勒）信號的檢測的基本原理尚不太清楚。

2.在GITHUB上的資料

Jdesbonet在 GITHUB上關于給出了RCWL-0516資料^[8] 。并對該模塊的基本原理進行的解釋。相關的實驗也驗證了模塊的部分性能。

關于RCWL-0516的工作頻率，Jdesbonnet通過HackRF One SDR Radio檢測到3.181GHz的載波。并顯示了傳感器前揮動手引起載頻的變化。

下面是相關的原理圖：

對于后期低頻信號處理采用了RWCL-9196芯片。其內部的功能框圖為：

04進一步信號測量

通過03-2中GITHUB上的關于RCWL-9196內部的功能描述，可以看到在RCWL-9196的PIN16輸出了對于微波檢測信號的放大信號。

1.直接測試PIN16信號

使用示波器探頭可以測量到這個變化的信號。

2.測量滑軌上運動單面覆銅板

使用在博文 蝸桿單軌滑軌的驅動的統一接口^[9] 提到的單軌滑軌帶動一塊 單面覆銅板^[10] 與RCWL-0516模塊相向運動。

由滑軌帶動的覆銅板運動，引起RCWL-9196的PIN16管腳的電壓上下波動。

3.舵機帶動敷銅板擺動

使用舵機帶動覆銅板進行前后擺動，測量RCWL-9196的PIN16管腳的輸出波形如下。

05采集波形分析

使用DS6104數字示波器采集RCWL-9196的PIN16波形進行分析。下圖使用采集模式為High Resolution模式，獲得的采集到的電壓波形。

※ 結論

通過對于購買到的RCWL-0516微波感應開關^[1]電路進行初步分析，根據網站一些資料，可以基本獲得該模塊的工作特性以及內部工作信號。

通過對RCWL-9196的管腳16信號的測量，可以獲得微波信號進一步的包含運動物體豐富信息的信號。關于這方面的進一步應用，可以今后展開。

參考資料